(貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550081)

0 引言

電力電子技術(shù)作為電力系統(tǒng)中的重要支撐技術(shù)，在電力系統(tǒng)不同領(lǐng)域中都有所應(yīng)用， 比如電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)和電力調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)等方面。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到電力電子技術(shù)的特點(diǎn)及電力電子技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)揮其技術(shù)特征，為電力系統(tǒng)的發(fā)電輸電和電力調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)提供更多的技術(shù)支持，解決電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的諸多問題。

1 電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

1.1 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制

靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，造價(jià)相對較低，采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，在世界各大電力系統(tǒng)被廣泛采用。從目前電力電子技術(shù)的應(yīng)用來看，在發(fā)電環(huán)節(jié)電力電子技術(shù)的應(yīng)用較多，其中在大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用取得了積極效果。在發(fā)電中，大型發(fā)電機(jī)需要通過靜止勵(lì)磁控制的方式提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和發(fā)電機(jī)的工作效率，而靜止勵(lì)磁控制需要電力電子技術(shù)提供最基本的支持，在京閘管的整流和并勵(lì)過程中需要電力電子技術(shù)提供控制方法和控制技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中也取得了積極的效果。因此，電力電子技術(shù)對大型發(fā)電機(jī)靜止勵(lì)磁控制的實(shí)施有著重要作用。

1.2 水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁

水頭壓力和流量決定了水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機(jī)組最佳轉(zhuǎn)速變會隨著水頭的變化幅度變化。風(fēng)速的三次方與風(fēng)力發(fā)電的有效功率成正比。機(jī)組變速運(yùn)行，即調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。除了大型發(fā)電機(jī)之外，在水力風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁中，電力電子技術(shù)也提供了最基本的技術(shù)支持，水力風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程當(dāng)中，通過變速橫頻勵(lì)磁能夠解決發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定問題，同時(shí)也能夠有效調(diào)整轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁頻率，使整個(gè)發(fā)電過程的穩(wěn)定性更強(qiáng)，在發(fā)電效率上更高，能夠解決水力風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)速問題。

1.3 發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速

發(fā)電廠的廠用電率平均8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約是火電設(shè)備總耗電量的65%，為了節(jié)能，在低壓或高壓變頻器使用時(shí)，可以使風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速。從發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速來看，風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速需要有專門的技術(shù)作為支撐，在具體調(diào)速過程中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用有效解決了這一問題，通過對風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行速度的調(diào)整以及頻率的調(diào)整，能夠保證風(fēng)機(jī)水泵在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際需要采取對應(yīng)的頻率。在使用頻次較低的情況下，風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行頻率進(jìn)行下調(diào)，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。在這一過程中，電力電子技術(shù)對整個(gè)頻率的調(diào)整起到了關(guān)鍵作用。

2 電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

2.1 直流輸電技術(shù)和輕型直流輸電技術(shù)

直流輸電相對遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電優(yōu)勢獨(dú)特。直流輸電技術(shù)和輕型直流輸電技術(shù)是目前輸電環(huán)節(jié)中的重要方式，也是降低輸電損耗和提高輸電效率的關(guān)鍵手段。在實(shí)際經(jīng)營過程中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了積極的效果。結(jié)合直流輸電技術(shù)和輕型直流輸電技術(shù)的特點(diǎn)來看，電力電子技術(shù)在其中發(fā)揮了重要的支撐作用，電力電子技術(shù)是構(gòu)成直流輸電技術(shù)和輕型直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵，也是保證直流輸電技術(shù)和輕型直流輸電技術(shù)能夠得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，為直流輸電技術(shù)和輕型直流輸電技術(shù)提供了必要的技術(shù)支持。

2.2 柔性交流輸電技術(shù)

柔性交流輸電技術(shù)是基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)，對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)。在輸電過程中如何提高輸電效率并降低輸電的損耗，是電力傳輸?shù)闹攸c(diǎn)，也是電力傳輸需要控制的重要環(huán)節(jié)。在輸電過程中，柔性交流輸電技術(shù)是和直流輸電技術(shù)具有同等優(yōu)勢的輸電方式，在實(shí)際應(yīng)用過程中解決了電能的損耗問題，使輸電效率更高，在整個(gè)輸電過程中，對輸電過程進(jìn)行了優(yōu)化，對輸電損耗的損耗功率進(jìn)行了補(bǔ)償，通過對柔性交流輸電技術(shù)的了解，柔性交流輸電技術(shù)中應(yīng)用了大量的電力電子技術(shù)，對整個(gè)技術(shù)的形成和技術(shù)的使用提供了有力的支持。

3 電力電子技術(shù)在在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在配電環(huán)節(jié)中，電力電子技術(shù)主要對配電的過程進(jìn)行了優(yōu)化，在傳統(tǒng)的配電過程中，電能的損耗問題無法得到有效的解決，電能損耗大、輸電功率低，以及配件難度大的問題長期存在?；谶@一現(xiàn)狀，在配電環(huán)節(jié)中依靠電力電子技術(shù)，構(gòu)建了有效的配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電力傳輸過程中傳輸方式進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)中能夠根據(jù)電力的需求進(jìn)行合理調(diào)整，使得整個(gè)配電環(huán)節(jié)功率得到了補(bǔ)償，輸電環(huán)節(jié)中功率的損失有效降低并在功率的傳輸方面達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

4 電力電子技術(shù)在節(jié)能環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

4.1 變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量收到了良好的效果。對于電力傳輸過程而言，如何有效節(jié)能是電力傳輸?shù)年P(guān)鍵。在節(jié)能環(huán)節(jié)中，電力電子技術(shù)主要應(yīng)用在變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行上，通過對風(fēng)機(jī)泵類等負(fù)荷機(jī)械的有效調(diào)整，使其在運(yùn)行中能夠根據(jù)不同的需求，采取不同的頻率，通過變頻調(diào)速的方式保障風(fēng)機(jī)和泵類正常運(yùn)行，同時(shí)在能源消耗上盡可能降到最低。這種方式對于解決風(fēng)機(jī)和泵類的能耗問題和降低風(fēng)機(jī)和泵類的額外能源消耗具有重要作用。

4.2 減少無功損耗，提高功率因數(shù)

在電氣設(shè)備中，屬于感性負(fù)載的變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行過程中是有功功率和無功功率均消耗的設(shè)備，在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，不然會使系統(tǒng)電壓降低、功率因數(shù)下降。在電氣設(shè)備運(yùn)行中，無功損耗是影響設(shè)備運(yùn)行效率的重要因素，如何有效降低無功損耗并提高功率因素，是電機(jī)運(yùn)行中必須關(guān)注的問題。在目前的運(yùn)行中，應(yīng)用了電力電子技術(shù)形成了對整個(gè)電氣設(shè)備無功損耗的調(diào)整，使發(fā)電過程中和電力傳輸過程中所用到的設(shè)備能夠在功率因素上得到提高，在無功損耗上得到降低。通過優(yōu)化和調(diào)整設(shè)備運(yùn)行方式以及變頻調(diào)速的方式實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。由此可以發(fā)現(xiàn)，電力電子技術(shù)對整個(gè)電力調(diào)節(jié)過程中的設(shè)備和運(yùn)行方式產(chǎn)生了重要的影響，在運(yùn)行過程中解決了關(guān)鍵的技術(shù)問題。

5 結(jié)語

通過本文的分析可知，在發(fā)電系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)對整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響。通過電力電子技術(shù)的應(yīng)用不但解決了發(fā)電效率問題，同時(shí)還保證了電力傳輸在可靠的范圍內(nèi)進(jìn)行，降低了電力傳輸?shù)倪^程損耗，同時(shí)通過電力調(diào)節(jié)的方式，降低了風(fēng)機(jī)泵類的電能損耗，使整個(gè)設(shè)備的功率因素得到有效提高，保證了電力系統(tǒng)能夠在低功耗的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，滿足了電力系統(tǒng)的運(yùn)行需要，使電力系統(tǒng)能夠在發(fā)電傳輸和配件調(diào)整過程中得到有效的優(yōu)化。